ドローンとWifiの仕組みとは

最新のドローンでは、Wifi通信を活用してスマートホンやタブレットから制御可能なものが多くなってきました。
しかし、ドローンのWifiでの制御と送信機(プロポ)での制御についての違いが理解できている人もいるかと思います。
Wifiによるドローン制御の仕組みや送信機(プロポ)での制御との違い、特徴、上手に活用するために知っておきたいポイントなど幅広く紹介します。

Wifiを活用しスマホをドローンのプロポとして使用する仕組み

Wifi通信を活用することで、スマートホンやタブレットを用いてドローンを操作することが可能です。まずはドローンの通信の仕組みについて説明します。

ドローンと送信機のみならWifiを使用せずペアリングが可能

ドローンは一般的には送信機(プロポ)と呼ばれる機器を用いて操作します。
送信機はドローンの上昇や下降、方向転換などを制御するためのものです。送信機はドローンに向けて通信用の電波を発信していて、ドローンがその電波を受信することで2つのデバイスが繋がっています。

Wifiを用いたスマホとドローンの通信

Wifiを用いてスマホとドローンを通信させることで、様々な情報のやりとりが行われています。
スマホからドローンに送信する情報は、上昇や左右移動などの動きに関する命令、ズームやシャッター、撮影の開始・終了などカメラの動きに関する命令、これらをWifiを通してドローンに送ることで、ドローンは実際にその命令に従った動きを返します。
逆にドローンからスマホへ送ることができる情報は、カメラからの映像・画像、GPSを用いて算出した現在地・高度情報、現在の速度情報、各パーツや追加部品の状態、れらの情報をリアルタイムでスマホへ送信することで、スマホ上でドローンの最新情報を常に確認することができます。
基本的には全てリアルタイムで行われるため、送信機だけの場合に比べてより詳細な制御が可能となります。

Wifi通信を利用したドローン制御の仕組み

Wifi通信を利用したドローン制御の仕組みは、スマートホンやタブレットとドローンをWifi経由で接続することで、デバイスでドローンを制御できるようにするというものです。
スマホやタブレットとドローンのWifi接続の仕組みとしては、「ドローンとスマホを直接接続する」「スマホと送信機、ドローンの3つを接続する」の2つがあります。

ドローンとスマホを直接接続する

最もわかりやすいWifi接続は、スマホやタブレットとドローンを直接接続することです。
ドローンがWifi電波を発信することができる機体の場合に使用可能で、この方法で接続する場合、ドローンが発信するWifi電波をスマホが受信して接続することで、2つのデバイスの双方向的な通信が可能となります。
この方法で接続すると、スマホやタブレットだけでドローンの制御が可能となります。
普段使用しているスマホを使用して操作することができるため操作に慣れやすいことや、送信機の使用方法を新たに覚える必要がないことなどが特徴です。

スマホと送信機、ドローンの3つを接続する

この場合では、送信機が発信するWifi電波をスマホが受信し、送信機とドローンは送信機が発する通信用電波を介して繋がっているという仕組みであることが多いです。
Wifiを使用したドローンとスマホの接続には、ほとんどの場合難しい設定は必要なく、ドローンや送信機の電源を入れると専用のネットワークが検出可能となります。
スマホ側ではWifiの設定画面上でそのネットワークを選択して接続するだけで接続可能です。 普段スマホを使用している人であれば誰でも問題なく使用できるでしょう。

Wifiを使ったドローン制御の特徴

Wifiを使用してドローンを制御すると、スマホを経由するため様々な特徴があります。
ドローンの制御には、Wifiを使用してスマホ経由で制御する以外に送信機とドローンを直接接続して行う方法もあり、その場合Wifiは使用せず、送信機が発する電波をドローンが受信して制御する方法が主です。
このような方法に比べWifi制御では、「スマホやタブレットで操縦できる」「空撮映像をリアルタイムで確認できる」「専用アプロでより多くの情報を使いこなすことができる」といった特徴があります。

スマホやタブレットで操縦できる

一番の特徴は、スマホやタブレットを使用してドローンが制御できるという点で、普段から使用しているデバイスを使用することで戸惑いなくドローンを始めることができます。
初めてドローンを触る場合でも送信機の操作を覚える必要がありません。

空撮映像をリアルタイムで確認できる

Wifi経由で接続したデバイスで、ドローンの空撮映像をリアルタイムに確認することができるのも大きな特徴です。
ドローンについてくる送信機の多くはドローンの操縦だけに特化したもので、画面がないものがほとんどなため、送信機だけでドローンを使用した場合、空撮映像は着陸後に他のデバイスに取り込んで確認する必要があります。
一方Wifi経由でスマホに接続している場合、撮影している映像をWifiでリアルタイムにデバイスへ送信し、地上から確認しながら操縦することができるため動画を確認しながら、気になったポイントで静止画を撮影する、といった使用方法も可能です。
空撮を得意とするドローンにおいて、リアルタイムなカメラ映像の確認ができるという点は他には変え難い大きな魅力といえます。

専用アプリでより多くの情報を使いこなすことができる

ドローンの制御を目的として専用作られたアプリを使うことで、さらに多機能や多くの情報を活用することができます。
例えば、ドローンカメラの操作、ドローンの現在地をリアルタイムで表示させる、地図を参照しながらの操縦、といった機能が使用可能です。
事前に設定しておいた撮影パターンをワンタッチで起動できる・露光オーバー時の警告が出るなど、カメラ機能が大変充実したアプリがあることも特徴的です。
専用のアプリを使用しながら操作することで、ドローンをより安全で効果的に使用することができます。

Wifiを使ったドローン制御のデメリット

Wifiを経由したドローンの制御には、次のようなデメリットもあります。
これらのデメリットを補うために、現状では送信機を使用した制御と使い分けるといった方法があります。

電波が到達する距離が比較的短い

Wifiの最も大きなデメリットは、送信機からの電波と比較して到達距離が短いという点です。
一般的な環境下において、Wifiでの制御可能な距離は100m前後といわれていますが、送信機を使用した場合、機種によっては2〜4kmほど離れた場所まで届けることができます。
そのため、できるだけ遠いところまでドローンを飛ばしたい場合などには送信機での制御の方が適しているということになります。
ドローンの送信機の中には画面がついているものや、ネットワーク通信が可能なものなど高性能なものや、リアルタイムな映像確認や情報の参照など、スマホに期待する機能を実現可能な送信機もあります。
より遠距離で飛ばしたい場合には、このような高性能な送信機の導入も検討しましょう。
また、最近では携帯電話通信網を使用したドローン制御なども行われており、携帯電話通信の電波を使用してスマホとドローンを接続することで、スマホを使用してドローンを遠隔操作可能となります。
この方法であれば、技術的には数kmどころか数百km離れた地点のドローンも操縦可能ということです。

電波干渉や途絶のリスクがある

Wifi通信においては、電波干渉や途絶のリスクがあるという点も無視できません。
Wifi通信に使用されている電波帯は、Wifi通信だけでなく様々な通信に使用されているため、別の電波の影響を受けてドローンにうまく命令が伝わらなかったり、ドローンから送られる映像にラグが生じたりといった可能性があり、最悪の場合、電波が途絶してドローンが制御不能になるリスクすらあります。
ただし、ほとんどのドローンでは電波が途絶したからといってすぐに墜落したり、どこかへ勝手に飛んでいってしまったりといったことは起こりません。
電波が途絶した場合にはその場でホバリングする・スタート地点へ自動的に戻るといった安全策がもともとプログラミングされていることがほとんどです。

まとめ

Wifi通信を使用したスマホやタブレットとドローン連携の仕組みは難しいものではなく、上手に活用することで、ドローンの持つ可能性を大きく広げることができるでしょう。
Wifiを使用してスマホやタブレットと接続することで、送信機だけでは実現できなかったドローンの様々な可能性が活用可能となります。それぞれの特徴や機能を上手に活用し、より自由で広がりのあるドローンライフを楽しんでください。